本文研究了一种用于颅骨缺损修复的时间功能性复合水凝胶支架，该支架能够通过顺序调节血管生成和骨生成来促进血管化骨的再生。传统骨修复材料往往作为惰性填充物，难以动态协调骨再生过程中不同生物学事件发生的时序。本研究针对这一挑战，设计了一种基于丝素蛋白的复合水凝胶系统，整合了载有丹酚酸B的缓释水凝胶和矿化丝素蛋白水凝胶微球，通过组分的差异降解动力学，实现了“先促进血管生成，后增强成骨”的仿生修复过程。相关工作以题为《A temporally functional composite hydrogel scaffold for cranial defect repair via sequential modulation of angiogenesis and osteogenesis》发表于国际期刊 Theranostics。

创新点

01

时序调控策略

本研究最核心的创新在于突破了传统材料被动支撑的局限，提出了“时序调控” 的修复策略。支架通过控制不同生物活性因子的释放动力学，在修复早期优先促进血管生成，为后续骨组织再生提供营养和细胞支持；在后期则重点增强成骨分化，从而模拟了天然骨愈合的有序过程 。

02

双模块协同设计

支架采用了功能模块化的设计思路。载有丹酚酸B的水凝胶模块主要负责早期招募内皮细胞、促进血管形成；而矿化水凝胶微球模块则模拟骨基质的微环境，为骨髓间充质干细胞的粘附、增殖和成骨分化提供晚期信号和力学支撑。两个模块协同作用，共同确保了再生微环境的有序演替 。

材料开发

材料 / material

本研究开发的材料是一种复合水凝胶支架，其主要组成部分包括：

丝素蛋白缓释水凝胶：作为基体材料，负载具有促血管生成作用的丹酚酸B。

矿化丝素蛋白水凝胶微球：分散于基体水凝胶中，提供成骨诱导信号 。

功能 / Function

该材料的功能并非简单的“1+1=2”，而是实现了时序性的功能递进。在植入初期，丹酚酸B的快速释放有效促进了内皮细胞的迁移和管状结构形成，加速了缺损区的血管化进程。随着时间推移，矿化微球持续发挥作用，显著增强了碱性磷酸酶活性、钙结节沉积等成骨指标，最终实现高质量的骨缺损修复 。

原文来源

期刊名称：Theranostics

发布日期：2026年01月01日

DOI：10.7150/thno.119835

研发团队：本研究由苏佳灿、陈菊祥等研究人员共同完成 。